Вопрос 24: Центрифугирование
Центрифугирование позволяет разделить смесь, состоящую из двух или более
компонентов с разными удельными весами, если, по крайней мере, один из этих
компонентов — жидкость. Центрифугирование выгодно применять вместо фильтрования в случае веществ, забивающих поры фильтра, мелкодисперсных веществ или веществ, портящихся от соприкосновения с фильтрующим материалом. Кроме того, центрифугирование позволяет разделять эмульсии, образование которых затрудняет проведение жидкостной экстракции. Наконец, центрифугирование используют также для проведения некоторых анализов
Рис. 3. Схема пробирочной центрифуги.
а — в неподвижном состоянии; б — в состоянии вращения.
1— вода в
промежуточном пространстве; 2 — резиновая подкладка; 3 — цапфа
предохранительного стакана. R 1 — расстояние до дна пробирки; R 2 —
расстояние уровня жидкости от оси центрифуги.
Если на роторе центрифуги (рис. 3 ) помещена центрифужная
пробирка, принимающая при достаточном числе оборотов горизонтальное
положение (рис. 3), то на пробирку в неподвижном состоянии действует с ила
притяжения G , которая равна кратному собственного веса пробирки, а во
время вращения — ц ентробежная сила . При этом чем больше число
оборотов центрифуги, тем менее существенна сила притяжения G по
сравнению с центробежной силой. Если, например, центробежная сила будет
превышать силу притяжения в 25 раз, то пробирка будет отклоняться от
горизонтального положения только на 2,3°, при превышении центробежной
силы в 500 раз этот угол будет составлять только 7'. Поэтому при расчетах
силой земного притяжения можно пренебречь.
Для этого при описании условий центрифугирования необходимо указывать кратное силы притяжения G [5], а не число оборотов, как это принято в большинстве литературных источников.
Иногда трудно определить заранее, можно ли с помощью данной центрифуги разделить ту или иную суспензию. В этом случае грубую оценку можно произвести при помощи вышеприведенного уравнения (4). Пусть, например, требуется узнать: за какое время осядут на дно пробирки, удаленной от оси вращения на 20 см, частицы с удельным весом 1,05 и радиусом 0,25 μ, находящиеся на поверхности жидкости, удаленный от от оси вращения на 10 см. Жидкость вода dm= 0,998 и вязкостью η =0,0105 пуаза. Если скорость центрифуги составляет 3000 об/мин, то для шарообразной частицы выполняются следующие условия:
Вопрос 25: Седиментация
Седиментация – процесс выделения взвешенных частиц из жидкости или газа под действием гравитационного поля.
Этот термин одновременно является названием метода разделения частиц различной дисперсности. В основе метода седиментации лежит использование в качестве характеристического свойства разделяемых частиц — скорости их осаждения. Последняя, помимо плотности вещества, из которого образованы частицы, и их собственных размеров зависит от плотности и вязкости жидкости, в которой они осаждаются. Эти параметры среды могут специально регулироваться в зависимости от природы разделяемых частиц. Основная область применения седиментации в химическом анализе — решение препаративных задач фракционирования сорбентов.